關(guān)于安全泄壓裝置之爆破片

關(guān)于安全泄壓裝置之爆破片一、爆破片簡介爆破片它能在規(guī)定的溫度和壓力下爆破，泄放壓力。爆破片裝置由爆破片和夾持器兩部分組成。爆破片是在標(biāo)定爆破壓力及溫度下爆破泄壓的元件，夾持器則是在容器的適當(dāng)部位裝接夾持爆破片的輔助元件。爆破片安全裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏、準(zhǔn)確、無泄漏、泄放能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。能夠在粘稠、高溫、低溫、腐蝕的環(huán)境下可靠地工作，還是超高壓容器的理想安全裝置。爆破片是防止壓力設(shè)備發(fā)生超壓破壞的重要安全裝置，可對急劇升高的壓力迅速做出反應(yīng)，具有泄放面積大、動(dòng)作靈敏、精度高、密封性好、耐腐蝕和不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、石油、輕工、冶金、核電、除塵、消防、航空等工業(yè)部門。示意圖一.爆破片二、爆破片工作原理爆破片裝置是不能重復(fù)閉合的泄壓裝置，由入口處的靜壓力啟動(dòng)，通過受壓膜片的破裂來泄放壓力。簡單的說就是一次性的泄壓裝置，在設(shè)定的爆破溫度下，爆破片兩側(cè)壓力差達(dá)到預(yù)定值時(shí)，爆破片即可動(dòng)作（破裂或脫落），并泄放出流體。示意圖二.爆破片工作原理圖三、爆破片的特點(diǎn)（1）適用于漿狀、有黏性、腐蝕性工藝介質(zhì)，這種情況下安全閥不起作用；（2）慣性小，可對急劇升高的壓力迅速作出反應(yīng)；（3）在發(fā)生火災(zāi)或其他意外時(shí)，在主泄壓裝置打開后，可用爆破片作為附加泄壓裝置；（4）嚴(yán)密無泄漏，適用于盛裝昂貴或有毒介質(zhì)的壓力容器；（5）規(guī)格型號多，可用各種材料制造，適應(yīng)性強(qiáng)；（6）便于維護(hù)、更換。示意圖三.爆破片特點(diǎn)四、爆破片的適用場所1.爆破片裝置使用場所（1）壓力容器或管道內(nèi)的工作介質(zhì)具有粘性或易于結(jié)晶、聚合，容易將安全閥閥瓣和和底座黏住或堵塞安全閥的場所；（2）壓力容器內(nèi)的物料化學(xué)反應(yīng)可能使容器內(nèi)壓力瞬間急劇上升安全閥不能及時(shí)打開泄壓的場所；（3）壓力容器或管道內(nèi)的工作介質(zhì)為劇毒氣體或昂貴氣體，用安全閥可能會(huì)存在泄漏導(dǎo)致環(huán)境污染和浪費(fèi)的場所；（4）壓力容器和壓力管道要求全部泄放或全部泄放時(shí)毫無阻礙的場所；（5）其他不適用于安全閥而適用于爆破片的場所。2.滿足下列情況之一時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用爆破片（1）壓力有可能迅速上升的；（2）泄放介質(zhì)為含有顆粒、易沉淀、易結(jié)晶、易聚合和介質(zhì)粘度較大；（3）泄放介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，使用安全閥時(shí)其價(jià)格很高；（4）工藝介質(zhì)十分貴重或有劇毒，在工作過程中不允許有任何泄漏，應(yīng)與安全閥串聯(lián)使用；（5）工作壓力很低或很高時(shí)，選用安全閥則其制造比較困難；（6）當(dāng)使用溫度較低而影響安全閥的工作特性；（7）需要較大泄放面積；（8）對于一次性使用的管路系統(tǒng)（如開車前吹掃的管路放空系統(tǒng)），爆破片的破裂不影響操作和生產(chǎn)的場合；（9）為減少爆破片破裂后的工藝介質(zhì)損失，可與安全閥串聯(lián)使用；（10）作為壓力容器的附加安全設(shè)施，可與安全閥并聯(lián)使用，例如爆破片僅用于火災(zāi)情況下的超壓泄放；（11）為增加異常工況（如火災(zāi)等）下的泄放面積，爆破片可并聯(lián)使用。3.爆破片裝置不適用場合（1）爆破片不適用于經(jīng)常超壓的場合；（2）爆破片不適用于溫度波動(dòng)很大的場合。五、爆破片的分類1.按照型式來分（1）正拱形爆破片：系統(tǒng)壓力作用于爆破片的凹面；正拱形爆破片預(yù)制成拱形，使用時(shí)凹面接觸介質(zhì)，凸面朝向泄放側(cè)，爆破機(jī)理為強(qiáng)度破壞，動(dòng)作時(shí)爆破片發(fā)生拉伸破裂。示意圖四.正拱形爆破片正拱普通型爆破片LP：爆破片不需要其他加工，由坯片直接成形的正拱形爆破片。這是結(jié)構(gòu)最簡單的一種爆破片，相對制作成本低、價(jià)格便宜，但是這種爆破片抗疲勞強(qiáng)度低，容易變形，此外由于受材料供應(yīng)的限制，其加工爆破壓力范圍有一定的局限性，使用的較少。一般用在爆破壓力較高的設(shè)備上，但工作壓力不宜超過爆破壓力的70%，所以當(dāng)設(shè)備的操作壓力與設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力很接近時(shí)不宜選用普通正拱型爆破片。因這種型號爆破片爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生碎片，不可用在介質(zhì)易燃易爆，與安全閥串聯(lián)使用。當(dāng)爆破壓力或泄放口徑很小時(shí)，也會(huì)給爆破片的制造增加困難，此時(shí)不宜選用。正拱開縫型爆破片LF：爆破片由兩層或兩層以上組成，且其中一層為密封膜，并至少有一層為帶有孔(縫)的正拱形爆破片。正拱開縫型爆破片是為了解決爆破壓力小或泄放口徑很小時(shí)生產(chǎn)困難的一種新結(jié)構(gòu)，為使其密封，必須加設(shè)密封膜，由于密封膜材料受溫度和壓力的限制，使正拱開縫型爆破片的適用范圍收到了限制。正拱帶槽型爆破片LC：爆破片上加工有減弱槽的正拱形爆破片。正拱帶槽型爆破片在一定程度上克服了普通正拱型爆破片和正拱開縫型爆破片的缺點(diǎn)，爆破壓力主要取決于減弱槽的強(qiáng)度，因此調(diào)節(jié)減弱槽的剩余厚度，就可以改變其爆破壓力，但壓力較低時(shí)在制造上會(huì)產(chǎn)生困難。正拱帶槽型爆破片最大的特點(diǎn)是，爆破后不產(chǎn)生碎片。（2）反拱形爆破片：系統(tǒng)壓力作用于爆破片的凸面；反拱形爆破片預(yù)制成拱形，使用時(shí)凸面接觸介質(zhì)，凹面朝向泄放側(cè)，爆破機(jī)理為失穩(wěn)破壞，動(dòng)作時(shí)爆破片發(fā)生壓縮失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)，致使其破裂或脫落。反拱形爆破片的反向承壓能力大于其正向承壓能力，無需增設(shè)背壓托架。此外，反拱形爆破片不宜用在爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力較高的場合，壓力太高會(huì)因爆破片厚度過大，使失穩(wěn)反轉(zhuǎn)后難以立即致破。示意圖五.反拱形爆破片反拱刀架型爆破片YD：爆破片為單層膜片。與帶有刀架的夾持器配套使用，膜片失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)后靠夾持器上的刀架使爆破片破裂泄放。帶刀型爆破片要求夾持器上的刀架一定要鋒利，如果反拱帶刀型爆破片失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)后沒能立即爆破，就改變了受力狀態(tài)，使它實(shí)際變成了一個(gè)正拱型爆破片，從而在很高的壓力下才能爆破。當(dāng)流體壓力設(shè)備內(nèi)的壓力介質(zhì)全部或絕大部分為液體時(shí)，一般不宜選用反拱形爆破片。反拱鱷齒型爆破片YE：爆破片失穩(wěn)翻轉(zhuǎn)時(shí)因觸及環(huán)形鱷齒而破裂的反拱形爆破片。這種爆破片特點(diǎn)是適用于更低的壓力下，爆破片厚度比帶刀型爆破片薄，拱面更容易受到損傷。反拱帶槽型爆破片YC：爆破片上加工有減弱槽的反拱形爆破片。反拱帶槽型爆破片不僅具備反拱帶刀型爆破片的優(yōu)點(diǎn)，而且無需致破刀架，爆破后排放面積很大。這種爆破片的最顯著特點(diǎn)是，爆破后不產(chǎn)生碎片，適用于排放介質(zhì)為易燃易爆的場合。反拱帶槽型爆破片即使是爆破片拱形膜片的厚度較大（因而適用于爆破壓力更高的場合），只要在制造時(shí)控制適當(dāng)?shù)牟凵?，也可以保證拱形膜片失穩(wěn)反轉(zhuǎn)后立即致破，適用壓力范圍比較廣。反拱開縫型爆破片YF：爆破片由兩層或兩層以上組成，且其中一層為密封膜，并至少有一層為帶有孔(縫)的反拱形爆破片。反拱開縫型爆破片有帶有鋸齒及壓桿的壓力敏感元件和密封膜組合而成，壓力敏感元件的壓桿失穩(wěn)使組合膜片翻轉(zhuǎn)，密封膜被壓力敏感元件上的鋸齒致裂泄放。（3）平板型：系統(tǒng)壓力作用于爆破片的平面。平板形爆破片是指外形為平面的爆破片，超壓時(shí)因拉伸或剪切強(qiáng)度不足發(fā)生破裂。大多用塑性好的金屬薄片制成，也有用石墨制成。示意圖六.平板型爆破片平板形爆破片是爆破片出現(xiàn)初期的一種主要產(chǎn)品，爆破機(jī)理為拉伸或剪切破壞，適用于氣相、液相場合。由于其抗疲勞性較差，比較大工作壓力僅達(dá)相當(dāng)小爆破壓力的50%，在很多承壓工況下已經(jīng)遭到淘汰，但在某些超低壓、大泄壓面積場景（如粉塵防爆）仍有著不可替代的作用。2.按照材料來分（1）金屬：不銹鋼，純鎳，哈氏合金，蒙乃爾，因科鎳，鈦，鉭，鋯等；（2）非金屬：石墨，氟塑料，有機(jī)玻璃；（3）金屬復(fù)合非金屬。六、爆破片型式的確定選擇爆破片型式時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：1.壓力（1）壓力較高時(shí)，爆破片宜選擇正拱形；（2）壓力較低時(shí)，爆破片宜選擇開縫型或反拱形；（3）系統(tǒng)有可能出現(xiàn)真空或爆破片可能承受背壓時(shí)，要配置背壓托架；（4）有循環(huán)壓力或脈沖壓力則選用反拱形。2.溫度選擇爆破片型式時(shí)，要考慮高溫對金屬材料和密封膜的影響。（1）使用場合（2）爆破片與安全閥串聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)選用無碎片設(shè)計(jì)的爆破片；（3）用于液體介質(zhì)時(shí)，不能選用反拱形爆破片。七、爆破片材料的選擇制造爆破片的標(biāo)準(zhǔn)材料為不銹鋼，特殊用途時(shí)，可以選用鋁、鎳、因康鎳、蒙乃爾、鈦、哈氏合金等。爆破片材料的選擇主要考慮以下因素：1.不允許爆破片被介質(zhì)腐蝕，必要時(shí)，要在爆破片上涂蓋覆層或用聚四氟乙烯等襯里來保護(hù)；2.使用溫度和材料的抗疲勞特性。附錄、爆破片相關(guān)技術(shù)術(shù)語背壓：是指爆破片在爆破或泄放的時(shí)候，爆破片裝置出口存在的靜態(tài)壓力。如果壓力低于大氣壓，則可以稱為真空壓力。背壓支撐：是指爆破片裝置中用來防止因反向壓差造成的爆破片失效的部件。如果系統(tǒng)壓力低于大氣壓，則通常被稱為真空支撐。批次：將相同規(guī)格的若干爆破片集中在一批次中使用同一批材料制造,稱為一個(gè)批次。爆破片（防爆片）：在設(shè)定壓力下爆破后不可再閉合的壓力泄放裝置，在超過壓力或真空承受極限時(shí)，泄放壓力，保護(hù)單個(gè)裝置或整個(gè)系統(tǒng)的安全。爆破片組件（防爆片組件）：為了完成設(shè)計(jì)要求的功能，而安裝在夾持器上的所有部件。爆破片裝置（防爆片裝置）：由壓差控制并具有爆破、泄放作用的不可再閉合的壓力泄放裝置。其不僅僅是單獨(dú)的爆破片，還包括適當(dāng)?shù)谋破瑠A持器和其他組件。爆破片夾持器（防爆片夾持器）：爆破片裝置中用來固定爆破片并確保其性能的的部件。爆破壓力：系統(tǒng)壓差上升到一定值的時(shí)候，爆破片會(huì)瞬間打開。打開瞬間的系統(tǒng)壓差值即為爆破壓力。涂層：覆蓋在爆破片裝置部件上的一層金屬或非金屬物質(zhì)（非襯里）。爆破溫度：達(dá)到爆破壓力時(shí)的系統(tǒng)溫度。普通型爆破片（正拱型）：當(dāng)系統(tǒng)增壓至超過盤片材質(zhì)所能承受的拉伸強(qiáng)度（或張力）時(shí)，爆破片就會(huì)打開。普通型爆破片是平板型或拱形，拱的方向是與爆破壓力的方向是一致的，即爆破壓力作用在正拱型爆破片的凹面。泄放量：爆破片打開之后排放流體的能力。爆破板：爆破板是一種壓力泄放裝置，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部過度增壓而即將導(dǎo)致爆炸時(shí)，通過泄放壓力來阻止爆炸發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到"開啟壓力"p值時(shí)，爆破板會(huì)瞬間打開泄放壓力。金屬薄片：用于制造金屬爆破片的金屬帶或薄片。自由流通（泄放）面積：排除背壓支撐和爆破殘留部件對流通面積影響后的等效的最小流通截面積。IP防護(hù)等級：是有關(guān)防止外界物體（如粉塵、濕氣等）進(jìn)入到電氣設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部的密封防護(hù)等級。襯里：額外的附在金屬爆破片或夾持器上的薄片或薄膜（非涂層）。制造范圍：制造范圍是由制造商和用戶，根據(jù)需求協(xié)商確定的一個(gè)壓力范圍。同批次爆破片的平均爆破壓力必須在這個(gè)壓力范圍之內(nèi)。最大操作壓力：是指使爆破片正常工作卻又不會(huì)造成爆破片過度疲損的系統(tǒng)最大壓力。根據(jù)爆破片形式的不同，最大操作壓力一般是額定爆破壓力的50%至100%。通常也被稱為操作比。操作壓力（工作壓力）：爆破片正常工作時(shí)的系統(tǒng)壓力。操作溫度（工作溫度）：爆破片正常工作時(shí)的系統(tǒng)溫度。爆破允差：在相同的爆破溫度下，實(shí)際爆破壓力會(huì)有最大值與最小值的區(qū)別。爆破允差是指實(shí)際爆破壓力與標(biāo)定爆破壓力之間的允許的偏差。通常表示為百分比（或psig）。確定了爆破片的形式、型號與爆破壓力后，實(shí)際爆破壓力必須在允差